膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106514495A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201611255702.X(22)申请日2016.12.30(71)申请人青岛理工大学地址266520山东省青岛市经济技术开发区嘉陵江路777号(72)发明人刘国涛李长河卢秉恒翟眀戈张彦彬杨敏张仙朋王要刚(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张勇(51)Int.Cl.B24B55/02(2006.01)B24B55/00(2006.01)B05B7/04(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图18页(54)发明名称膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统(57)摘要本发明公开了膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，包括低温气体产生装置，所述低温气体产生装置通过谐波齿轮减速器减速后连接纳米流体微量润滑供给系统，所述低温气体产生装置与气体分配控制阀相连，所述纳米流体微量润滑供给系统还与外混合喷嘴相连，所述气体分配控制阀用于控制气体流量；该系统装置可以有效的减少磨削热损伤，提高被加工工件的表面完整性和加工精度，具有更强的冷却性能和优异摩擦学特性，表面，实现高效、低耗、环境友好、资源节约的低碳绿色清洁生产。CN106514495ACN106514495A权利要求书1/2页1.膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，其特征是，包括低温气体产生装置，所述低温气体产生装置通过谐波齿轮减速器减速后连接纳米流体微量润滑供给系统，所述低温气体产生装置与气体分配控制阀相连，所述纳米流体微量润滑供给系统还与低温油气外混合喷嘴相连，所述气体分配控制阀用于控制气体流量；所述低温气体产生装置的电磁涡流制动器和加工设备通过计算机连接构成闭环系统，当计算机检测到加工设备需要改变供油流量时，自动调节电磁涡流制动器从而调节低温气体产生装置主轴转速，所述低温气体产生装置输出的能量驱动纳米流体微量润滑供给系统进行微量供油，所述纳米流体微量润滑供给系统将纳米流体变为脉冲液滴，从低温油气外混合喷嘴处喷出。2.如权利要求1所述的膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，其特征是，所述低温气体产生装置，简称膨胀机，所述膨胀机包括叶轮、蜗壳、膨胀机喷嘴，所述叶轮、膨胀机喷嘴、蜗壳同轴，所述叶轮和喷嘴之间留有一定的间隙，喷嘴和蜗壳间隙配合，并且之间有密封垫片，膨胀机喷嘴出气口和蜗壳之间有密封垫片；所述叶轮为半开式径-轴流叶轮，所述叶轮与膨胀机主轴连接，半开式径-轴流式叶轮为径向进气轴向出气，通过半开式径-轴流式叶轮推动膨胀机主轴旋转对外输出功；所述蜗壳对压缩空气进行导流，使压缩空气能够均匀的流到各膨胀机喷嘴。3.如权利要求2所述的膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，其特征是，所述膨胀机还包括迷宫密封及螺旋迷宫密封组合；所述迷宫密封为非接触式密封，所述螺旋迷宫密封组合包括螺旋迷宫密封定子和螺旋迷宫密封转子两部分，螺旋迷宫密封定子与膨胀机壳体过渡配合连接，螺旋迷宫密封转子与膨胀机壳体过盈配合连接；螺旋迷宫转子一端加工有多头螺纹，另一端加工轴肩与螺旋迷宫密封形成甩油腔，螺旋迷宫密封转子轴肩与螺旋密封定子和轴承挡圈均留一定的间隙，甩油腔锥角α应满足45°≤α≤75°，甩油腔下方设置有甩油出口；其中螺旋迷宫密封定子与螺旋迷宫密封转子螺旋方向相反，螺旋迷宫定子的旋向与进油的方向相同，即当油从右方进入，则螺旋转子为左旋螺纹，螺旋迷宫定子为右旋螺纹。4.如权利要求2或3所述的膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，其特征是，所述膨胀机还包括膨胀机壳体，所述膨胀机壳体设置有壳体进油口流道、壳体轴承油流道、壳体出油口流道、法兰孔；膨胀机运行时，从壳体进油口流道进油，油经壳体轴承流道分别供给到两侧的深沟球轴承中，对轴承进行充分的润滑和降温，大部分油从第二出油口流出，少部分油进入到螺旋迷宫密封甩油腔，从壳体第一及第三出油口流出。5.如权利要求2或3所述的膨胀机驱动制冷低温冷却纳米粒子射流微量润滑供给系统，其特征是，所述膨胀机还包括电磁涡流制动器及谐波齿轮减速器，所述电磁涡流制动器安装到膨胀机止动端，通过电磁涡流制动器与外界电磁涡流制动自动测控系统连接，可以通过人机交互界面来设置系统参数，将电磁涡流制动器在实验时的工作状态转化为可被检测的电信号，最终输出测试结果，在计算机界面上绘制出相应性能曲线，在膨胀机运行过程中，电磁涡流制动器起到对膨胀机主轴进行减速和消耗能量；谐波齿轮减速器通过谐波齿轮减速器键与膨胀机主轴相连，谐波齿轮减速器通过纳米流体微量润滑供给系统凸轮轴键与纳米流体微量润滑供给系统凸轮轴相连，所述谐波齿轮减速器与膨胀机主轴实现同轴度连接，所